盘点
7/15-7/21 改变未来的科技趣闻
全文共2651字，阅读约6分钟
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马斯克发布脑机接口系统
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7月16日，Elon Musk创立的Neuralink公司发布了一个脑机接口系统。该系统可将1500个电子探针送入小鼠大脑，从多个神经元中提取信息。目前已进行至少19次动物手术，电极植入成功率87%，一只猴子甚至已经可以通过该设备用大脑操控电脑。系统的3个核心部分是：①植入脑中的“线”——柔软灵活的聚合物探针，直径仅4~6微米（连发丝的1/10都不到），可容纳多个电极，与传感器连接。与其他脑机接口使用的材料相比，不仅对大脑损害性更小，而且还能传输更多数据；②植入电极的自动机器人，能像“缝纫机”一样每分钟向大脑插入六根“线”（192 个电极），植入位置精确，避开血管并从分散的大脑区域进行记录；
③“N1 传感器”芯片，用于读取、清理和放大来自大脑的信号，目前还只能在老鼠实验中通过USB-C的有线连接方式传输数据，未来希望升级为无线工作系统。关于这款脑机接口设备的用途，Neuralink的短期目标是用于诊疗神经系统疾病、帮助肢体残障人士提升生活质量等，而最终目标是希望通过这种技术增强人类能力，实现与人工智能的共存。
小WE姐：虽然离科幻片里的那种脑机接口还很远，但该系统的硬件平台被认为在工程上有突破性创新。不过，很多人对于这种侵入式脑机接口有所顾虑，你怎么看？论文指路 👉
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/703801v1
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操控大脑产生特定幻觉
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侵入式脑机接口中的电极需与神经元直接接触，而光遗传学技术或许可以提供更为颠覆的方式，通过特定波长的光照即可控制神经元活动。7月19日，Science 上发表的一项研究称，美国斯坦福大学医学院团队利用光遗传学技术，让小鼠“看到”了不存在的东西，并随之改变了自己的行为。研究人员首先将光感蛋白和发光蛋白基因转入到小鼠视觉皮层的神经元中，当神经元活跃时，蛋白就会发出绿色荧光。随后，他们让小鼠观看竖条纹和横条纹两种图案，根据绿色荧光找到了与两种条纹分别对应的神经元。与此同时，他们训练小鼠对图案作出不同反应——当看到竖条纹时去喝水；而看到横条纹或什么都没看到时，则不去喝水。接下来，研究人员降低条纹对比度让小鼠“看不清”，但在用全息光刺激技术（holographic photostimulation）刺激“竖条纹神经元”后，发现可以增强小鼠识别和喝水行为，甚至在一片黑暗中，小鼠依然可以“看到”竖条纹并去喝水。更让人惊讶的是，只需刺激小鼠的20个神经元（甚至更少）即可实现这种操控。
小WE姐：让小鼠产生幻觉只需要刺激20个神经元，那操控人类需要多少？看论文细思恐极 👉
https://science.sciencemag.org/content/early/2019/07/17/science.aaw5202
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你想触摸虚拟现实吗？
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上文中的“幻觉”如果配上“真实”的触觉，你能分辨出自己身处虚拟还是真实吗？7月18日，Scientific Reports 上发表的一项原理论证研究称，韩国科学技术研究院团队研发出一种手套系统，戴上后可以捡拾虚拟现实中的物体，并感受其形状。当佩戴者用手拾起一件物品（如虚拟国际象棋中的马）时，手指运动会被手套上的柔性压电传感器检测到，并通过蓝牙传输到虚拟空间，用于与虚拟手互连。当虚拟手指触摸到虚拟对象时，软硅树脂制成的致动器会被激活，通过其中的空气膨胀将触觉反馈给真实手指，让佩戴者感受到虚拟对象的形状并将其拾起并握住。此前的致动器需要庞大的外部空气压缩机，而该手套并不需要，重量较轻，用户可以方便佩戴。该设备已在虚拟棋盘程序中进行测试，用户成功拾取了虚拟的棋子。通过与不同的软件相连，该手套系统或能应用于不同的虚拟现实环境中。
小WE姐：《攻壳机动队》《黑客帝国》《头号玩家》，你觉得哪一个会先成为现实？论文地址 👉https://www.nature.com/articles/s41598-019-45422-6
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局部改造火星的好办法有了
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长久以来，人类便梦想着改造火星气候，让它变得适合我们居住。7月15日，Nature Astronomy 发表的一篇论文称，哈佛大学、宇航局喷气推进实验室和爱丁堡大学的科学家建议利用二氧化硅气凝胶模拟地球大气的温室效应，对火星表面的特定区域进行改造。通过建模和实验，研究人员发现2-3厘米厚的气凝胶层可以使该区域的火星表面温度上升50 °C，中纬度地区可终年保持液态水。此外，气凝胶能够传输足够的可见光，用于光合作用，同时阻挡有害的紫外辐射，或许能使依靠光合作用的生物在火星上得以存活。二氧化硅气凝胶不需要大量能量和养护即可为一个区域长期保温，因此可用作建造栖息地，甚至是完全独立的生物圈，而无需进行大规模的星球尺度的改造。接下来，研究人员将在南极洲或智利的干旱山谷这些与火星气候类似的地区测试这种材料。
小WE姐：不过研究者也提出，人类在火星定居之前，首先要解决火星上是否有生命，而人类又该如何应对这些生命的问题。论文地址 👉
https://www.nature.com/articles/s41550-019-0813-0
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首个临床级病理AI诞生
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由于需要大量人工标注数据集，可辅助病理医生读片诊断的AI开发和临床实践一直颇受阻碍。7月15日，Nature Medicine 上发表的一篇论文称，美国纪念斯隆-凯特琳癌症中心团队构建了一个大规模的真实世界数据集，包括来自44个国家和地区的逾1.5万名前列腺癌、皮肤癌、乳腺癌患者的4.4万余例组织切片。团队以这种真实的、未经处理的临床数据集为基础，构建了一个无需病理学家人工标注就能识别组织样本中肿瘤细胞的深度学习模型，有望用于辅助癌症中心的病理诊断，提高常规临床实践效率。新的AI系统基于多实例学习（MIL）和递归神经网络（RNN），以弱监督学习的方式进行训练。结果显示，即使样本中存在气泡、刀片碎屑或褶皱这些不规则体，模型对这几类肿瘤的诊断仍能达到临床水平。若投入临床使用，在保证100%灵敏度的条件下，该系统或能帮助病理医生排除65-75％的无用信息组织样本，让他们集中精力复查那些有用信息切片，大大提高临床诊断效率。
小WE姐：拯救眼瞎，全靠永不疲倦的 AI了 😄 论文传送门 👉 
https://www.nature.com/articles/s41591-019-0508-1
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中国科学家让花脚蚊团灭！
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白纹伊蚊（Aedes albopictus，俗称“花脚蚊子”）是世界上最具侵入性的蚊子种类之一，可传播登革病毒、寨卡病毒等，但减少其种群数量的传统策略一直收效甚微。7月17日，Nature  上发表的一篇论文称，中国科学家在广州开展的一项田间试验几乎根除了白纹伊蚊。该方法将雄蚊感染与雌蚊绝育相结合，经济高效且绿色环保。中山大学一密歇根州立大学热带病虫媒控制联合研究中心团队采用了双管齐下的方法，先让雄蚊感染了一种结合了三种沃尔巴克氏体菌株的新型共生菌，使得与雌蚊（未携带相同共生菌的）交配产生的虫卵不能孵化。接下来，团队再对蚊子进行低剂量辐射，让可能被意外释放的携带相同共生菌的“漏网”雌蚊绝育，同时保证辐射水平不会影响雄蚊的生殖竞争力。广州两个小岛上的田间试验显示，野生蚊子种群年均下降率为83%~94%，两年内几乎被全部清除。
小WE姐：当地居民也感受到了科学的力量，两年里叮咬率分别降低了 96.6％ 和 88.7％， 居民支持率也随之从13.0% 上升到 54.3%。团队希望能在未来3年内得到这种微生物杀虫剂的批准推广。
论文地址 👉 https://www.nature.com/articles/s41586-019-1407-9
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